二维数字化齿面的插削展成加工方法

为解决数字化齿面加工问题,基于数字化曲面的共轭原理和齿轮啮合原理,提出二维数字化齿面插削展成加工方法.通过建立离散表达的数字化齿面与解析表达的标准刀具面之间的插削加工数学模型,研究数字化齿面与标准刀具面在加工过程中的几何关系与相对运动,求得刀具截形上与数字化齿面每个离散点相对应的共轭点及其相互接触时的对应共轭运动,并将所求离散展成运动参数自动排序,插值形成连续共轭运动,实现对数字化齿面的连续插削加工.对给定二维数字化渐开线齿面和非标准数字化修形齿面进行展成插削加工试验,成功插削出合乎要求的真实齿面,验证了所提出方法的正确性.     

二维数字化齿面的展成方法研究

利用共轭曲面原理和齿轮啮合原理对以离散点表达的二维数字化齿面的展成加工进行了研究。应用该方法，以二维非标准数字化齿面的展成加工为实例，通过仿真计算，获得了实际展成加工中的加工参数，以及实际所展成加工的齿面。该方法对于完善齿面加工理论，并应用于实际的二维齿面的滚齿、插齿、磨齿等加工工艺，具有重要的理论价值和应用价值。     

三维数字化齿面的展成方法研究

利用共轭曲面原理和齿轮啮合原理提出一种对以离散点表达的三维数字化齿面展成加工的方法。应用该方法 ,以三维数字化渐开线齿面的展成加工为实例 ,通过仿真计算 ,获得了实际展成加工中的加工参数 ,以及实际展成加工的齿面。该方法对于完善齿面加工理论 ,并应用于实际的三维齿面的滚齿、插齿、磨齿等加工工艺 ,都具有重要的理论价值和应用价值。     

基于数字化真实齿面的螺旋锥齿轮齿面接触分析

通过导入假想全共轭齿面作为基准齿面,即大齿轮基准齿面是采用由加工机床设定参数形成的理论齿面,小齿轮基准齿面是采用与该大齿轮基准齿面完全相共轭的齿面,该假想齿面是瞬时线接触,无传动误差。对该基准齿面上的接触线进行拓扑网格划分,引入数字化合成误差概念,实现含有齿形误差和安装误差的螺旋锥齿轮的数字化真实齿面的构建。提出一种基于高精度数字化真实齿面的螺旋锥齿轮齿面接触分析(Tooth contact analysis,TCA)方法,通过与Gleason公司TCA软件分析结果以及齿面磨损试验结果比较,验证了本方法的可行性和有效性。     

摆线马达鼓形齿传动轴共轭齿面及其近似加工方法

本文就摆线马达鼓形齿面轴的齿面进行了推导,获得了共轭齿面方程,并基于文献（１）提出用各端面内负变位的开线齿轮模型来近似共轭齿面,从而获得了确定滚切鼓形齿所必需的模板曲线之位移曲线,并指出了滚切法切制鼓表齿的缺陷及避免干涉的方法。     

曲面综合法弧齿锥齿轮加工参数计算

针对现有弧齿锥齿轮加工参数计算方法,接触点综合纷繁复杂的问题,提出ease-off曲面综合法。从微分几何学出发,给出二阶密切曲面的定义及其构造方法;在二阶精度范围内,密切曲面与原有曲面具有相同的微分几何属性,从而可以替代原有的曲面分析。通过弧齿锥齿轮加工的产成模型,构造大小轮共轭齿面的ease-off差齿面,利用ease-off差齿面的密切曲面完整地拓扑齿面接触区;利用齿面接触区的可控参数综合确定小轮齿面的接触参数,进而通过数值优化方法求解小轮的加工参数。籍助ease-off密切曲面进行了啮合仿真,完整呈现了齿面接触区大小形状、接触路径方向、抛物线失切量等轮齿啮合信息。所提出的方法适宜于数值方法,基于齿面接触区的完整性,实现了齿面啮合性能较好控制。     

接触区域可控的弧齿锥齿轮齿面建模方法

首先建立格里森制螺旋锥齿轮齿面上齿线方向上一个曲线簇的曲线方程,再结合球面渐开线方程,构建表达螺旋锥齿轮齿面的网格状的曲面模型。在此模型的基础上,根据局部共轭原理,对小齿轮进行修齿计算,得到修齿后小齿轮齿面的曲面离散数据,以满足不完全共轭的啮合要求。将数据导入Pro／Engineer建立齿轮模型,并在Pro／Engineer中进行运动仿真对接触区域进行检验。上述方法简化了建模和修齿过程,并能够简便地调整接触点位置。     

数字化齿面展成加工运动仿真研究

数字化齿面加工理论是一种新的齿轮加工理论,它和连续齿面展成加工运动有较大的差异.为了验证三维数字化齿面的加工理论,本文提出了一个VC和OpenGL环境下的三维运动仿真系统.实际运行的效果表明,该系统可以有效的验证三维数字展成加工运动的正确性,有较强的实用性.     

螺旋齿面齿轮两自由度车齿原理研究

针对现有齿轮加工方法不能加工较大螺旋角的螺旋齿面齿轮问题,提出了一种螺旋齿面齿轮的车齿加工方法。根据空间交错轴啮合原理,建立螺旋齿面齿轮两自由度车齿的理论加工模型,研究车齿刀、假想螺旋产形齿轮和螺旋齿面齿轮的安装布置关系,分析面齿轮车齿中的自由度,建立车齿中刀具和面齿轮的展成运动模型。以直齿渐开线作为刀具的切削刃形,运用微分几何与啮合原理,推导车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮的工作齿面方程以及过渡齿面方程,并建立了螺旋齿面齿轮的车齿齿面与理论齿面的误差分析模型。仿真表明：凸齿面离散点误差为-0.01～-0.02mm,凹齿面离散点误差接近0,从而验证螺旋齿面齿轮两自由度车齿加工原理的可行性。     

线面共轭啮合原理及齿面构建方法

定义曲线与曲面共轭啮合的概念,即给定运动的两构件上的一条光滑曲线和一个光滑曲面始终保持连续相切接触,并给出由共轭啮合副齿面形成曲线与曲面共轭啮合的一般方法,在共轭啮合副的一个齿面上构建啮合管齿面与另一齿面相啮和;提出以适当半径的球体沿啮合曲线的指定等距线包络出管状曲面的齿面构建新方法,推导啮合管齿面方程、接触曲线方程等,给出啮合曲线选取的条件以及啮合管齿面半径的选取范围,从而建立以啮合曲线为脊线构建管状共轭齿面的理论;以摆线针轮行星传动为例,构建针齿螺旋管齿面,讨论线面共轭摆线针轮行星传动的特性;分析表明,线面共轭具有点接触特性,通过构建合适的线面共轭啮合副,可获得近似纯滚动啮合,齿面滑动率小,传动效率高。     

Research on global form deviations for spiral bevel gear based on latticed measurement

In order to improve the machining accuracy of spiral bevel gear,difference surface was adopted to characterize its global form deviations quantifiably and correct its deviations.The theoretical tooth s...     

考虑轮齿制造误差的螺旋锥齿轮加载接触分析

从可靠性理论出发 ,对轮齿误差进行分析 ,在此基础上 ,用空间共轭曲面啮合理论 ,确定出螺旋锥齿轮齿面点矢函数 ,建立螺旋锥齿轮考虑误差的轮齿加载接触分析方法 ,在加载条件下对齿轮副的真实接触区、接触点迹、运动误差、某一瞬时同时啮合的对数、齿间载荷分配问题等进行了分析     

Mathematical model and manufacture programming of loxodromic-type normal circular-arc spiral bevel gear

In this paper, loxodromic-type normal circular-arc spiral bevel gear is proposed as a novel application of the circular-arc tooth profile at the gear transmission with intersecting axes. Based on the principle of molding-surface conjugation, the study develops a mathematical model for the tooth alignment curve and the computational flow at the design stage to enable the generation of the tooth surface. Machining of the tooth surface is then carried out to determine the interference-free tool path of the numerical control (NC). Moreover, a pair of loxodromic-type normal circular-arc spiral bevel gears is manufactured on computer numerical control (CNC) machine tools. The proposed theory and method are experimentally investigated, and the obtained results primarily reflect the superior performance of the proposed novel gear.     

基于计算机数字控制弧齿锥齿轮加工机床的准双曲面齿轮的制造

基于五轴联动数控铣齿机的概念模型,提出一种新的加工准双曲面齿轮主动设计齿面的切齿原理.推导出相应的切齿啮合方程、工件齿面二阶参数展成控制方程和工件齿深控制方程,并给出机床运动函数、刀盘中心速度以及刀尖半径的具体求解方法.在求解过程中,不涉及刀盘中心加速度以及更高阶运动参数的计算,可简化求解过程.使用该切齿原理进行切齿时,可在有效保证齿深的前提下,在切齿加工过程中实现对沿工件齿面设计接触迹线切矢和切齿接触线切矢两个方向上齿面二阶参数的精确控制.同时,该切齿加工理论还可以推广到其他多种复杂点啮合齿面的加工过程中.     

面齿轮磨削齿面齿形误差修正

以面齿轮齿面的形状误差为研究对象,建立了面齿轮齿面数学方程,通过三坐标测量仪（CMM）对面齿轮齿面进行了误差测量。为提高面齿轮齿面的精度,提高其理论和工程的应用价值,提出了一种基于序列二次规划（SQP）的面齿轮齿面误差评定方法。建立了齿面误差的识别方程,应用序列二次规划算法对机床加工参数进行优化求解,并与最小二乘优化法进行对比,应用修正后的机床调整参数,再次通过三坐标测量仪对修正后的齿面误差进行检测,验证了该方法的可行性。     

近似面齿轮传动的齿面拓扑修形主动设计

为了提高面齿轮的磨齿效率,采用不做齿向进给运动的大半径盘形砂轮磨齿得到的面齿轮具有近似齿面,然而该近似面齿轮与双向修形小轮的啮合性能不够理想.因此进一步通过啮合理论重新构造小轮齿面,并根据预设的啮合性能对该新构造的小轮齿面进行拓扑修形设计,以控制近似面齿轮传动的啮合性能.小轮的拓扑修形齿面采用盘形砂轮局部点共轭法磨齿加工,建立了小轮拓扑修形齿面与加工参数之间的线性方程.用实例说明了所提方法的应用,齿面接触分析结果与给定的啮合性能基本一致.     

螺旋锥齿轮参数化精确建模

以齿轮啮合原理为基础,阐述了球面渐开线螺旋锥齿轮齿廓的形成机理,建立了螺旋锥齿轮齿面点坐标参数方程,构建了格里森制螺旋锥齿轮数学模型.利用基于Pro/E参数化建模方法,创建了螺旋锥齿轮单齿齿形,用阵列操作,建立了完整的螺旋锥齿轮三维实体造型,并通过运动仿真验证了该建模的精确性,为螺旋锥齿轮设计与制造研究提供了一种参数化设计方法.     

基于Excel、Matlab与UG的准双曲面齿轮精确建模研究

本文先应用Excel电子表格对准双曲面齿轮进行准确的几何参数设计,然后通过分析准双曲面齿轮断面齿廓的数学模型,建立齿廓方程,最后应用Matlab的数值计算功能根据齿廓方程得出齿轮齿廓的离散点坐标值,在UG环境下,导入离散点数据文件,利用其强大的曲面与实体造型功能,完成齿面和准双曲面齿轮的三维实体建模。     

阀门电动装置蜗轮蜗杆精确建模研究

蜗轮蜗杆是阀门电动装置的关键传动部件,进行精确的实体建模是进行有限元接触分析的前提,而蜗轮的齿面是复杂的空间曲面,是建模的难点。通过蜗轮蜗杆的啮合关系得出蜗轮齿面啮合方程,运用Matlab编程求解蜗轮齿面方程得到齿面上的离散点,再通过Pro／E逆向反求得到蜗轮齿面,最终实现蜗轮的精确建模。另外通过Pro／E建立蜗杆模型并对蜗轮蜗杆进行装配,经检验装配后无干涉存在,结果表明该方法能够准确地建立蜗轮蜗杆实体模型。     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。